本發(fā)明涉及掃描式在線測量方法，特別指一種基于圖像識別的智能掃描在線測量系統(tǒng)和測量方法。

背景技術(shù)：

隨著新型傳感器的不斷出現(xiàn)，非接觸測量理論的不斷完善，使得采用非接觸測量技術(shù)實現(xiàn)自由曲面的在線測量成為可能。與傳統(tǒng)的樣板測量技術(shù)、CMM技術(shù)相比，非接觸激光掃描檢測技術(shù)具有無接觸、檢測速度快、數(shù)據(jù)量大等優(yōu)點(diǎn)，在逆向工程、質(zhì)量檢測、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域具有很大優(yōu)勢，被廣泛地運(yùn)用于生產(chǎn)和生活中。

隨著工業(yè)4.0和互聯(lián)網(wǎng)+等概念的提出，大批量定制化(OEM)生產(chǎn)正在顛覆千篇一律的同質(zhì)產(chǎn)品，工廠也變得越來越少人化、無人化、自動化和智能化。并且自動化水平和生產(chǎn)效率的提高直接表現(xiàn)為生產(chǎn)線節(jié)拍的提高，快節(jié)拍下如何實現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測將會是今后一段時間的關(guān)鍵問題。

當(dāng)前汽車行業(yè)以及零部件廠商針對產(chǎn)品的質(zhì)量管理主要采用檢具和CMM抽樣檢測的方法，或者采用在線檢測機(jī)器人夾持激光測頭，針對關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行在線打點(diǎn)測量，并輔以CMM定時抽檢的方式進(jìn)行質(zhì)量管理。采用檢具和CMM抽樣檢測的方法針對每個待測件均需要制作專用的檢具，不僅增加了質(zhì)量管理的成本，而且檢測效率低，無法實現(xiàn)在線檢測；在線檢測機(jī)器人關(guān)鍵點(diǎn)在線檢測方式，只能完成某些關(guān)鍵點(diǎn)的檢測，無法滿足產(chǎn)品全面的質(zhì)量管理要求，尤其是對零部件生產(chǎn)來說，針對小零件關(guān)鍵點(diǎn)檢測無法全面的反映零件狀況，同時由于引入機(jī)器人測量以及專用CMM測量系統(tǒng)極大地提高了生產(chǎn)成本，因而極大地限制了機(jī)器人在線檢測在零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種基于圖像識別的智能掃描在線測量系統(tǒng)和測量方法，實現(xiàn)針對多品種、快節(jié)拍、大批量個性化定制的零部件自動化生產(chǎn)的在線檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何針對多品種、快節(jié)拍、大批量個性化定制的零部件自動化生產(chǎn)的在線檢測，實現(xiàn)基于零件特征和測量要求的自適應(yīng)激光掃描測量，簡化測量設(shè)備，提高測量效率和全面性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于圖像識別的智能掃描在線測量系統(tǒng)，包括圖像識別定位模塊、六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊、測量控制模塊，其中所述圖像識別定位模塊包括CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)、CCD相機(jī)、CCD相機(jī)支架、CCD相機(jī)電子控制單元ECU；所述測量控制模塊包括中央處理器、測量系統(tǒng)控制器、測量機(jī)器人位姿ECU、測量頭ECU；所述六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊包括六自由度測量機(jī)器臂、測量機(jī)器人位姿傳感器、測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)、激光掃描測量頭、測量觸發(fā)開關(guān)。

進(jìn)一步地，所述CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)位于生產(chǎn)線上，位于生產(chǎn)線旁邊的所述CCD相機(jī)支架將所述CCD相機(jī)支撐于生產(chǎn)線上方。

進(jìn)一步地，所述測量系統(tǒng)控制器將所述測量機(jī)器人位姿ECU和所述測量頭ECU采集的位姿數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器，同時將所述中央處理器的控制命令發(fā)送給所述測量機(jī)器人位姿ECU和所述測量頭ECU。

進(jìn)一步地，所述測量觸發(fā)開關(guān)位于生產(chǎn)線測量工位處，所述激光掃描頭位于所述六自由度測量機(jī)器臂的末端，所述測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)和所述測量機(jī)器人位姿傳感器位于六自由度測量機(jī)器臂的各關(guān)節(jié)處。

本發(fā)明還提供了一種基于圖像識別的智能掃描在線測量方法，包括以下步驟：

步驟1、建立智能掃描策略數(shù)據(jù)庫；

步驟2、圖像識別并進(jìn)行初始定位；

步驟3、自適應(yīng)地掃描測量；

步驟4、掃描測量過程中的精確二次定位；

步驟5、掃描測量過程中的掃描策略更新。

進(jìn)一步地，在步驟1中，還包括

步驟1.1、將生產(chǎn)線上在線生產(chǎn)的所有品種的零件三維模型導(dǎo)入中央處理器；

步驟1.2、中央處理器根據(jù)各個待測零件的三維模型的模型特征和測量要求將待測零件的三維模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化區(qū)域型的目標(biāo)測量點(diǎn)云；

步驟1.3、依據(jù)目標(biāo)測量點(diǎn)云制定出符合模型特征和測量要求的自適應(yīng)掃描策略。

進(jìn)一步地，在步驟2中，還包括

步驟2.1、當(dāng)零件焊接完成后向測量工位移動的過程中，經(jīng)過CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)時，CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)被觸發(fā)向CCD相機(jī)發(fā)送CCD相機(jī)觸發(fā)信號，進(jìn)而控制CCD相機(jī)對零件進(jìn)行拍攝；

步驟2.2、CCD相機(jī)將獲得的零件的立體零件圖像傳給CCD相機(jī)ECU，CCD相機(jī)ECU經(jīng)過處理，將立體的零件圖像轉(zhuǎn)換為帶坐標(biāo)位置的零件三維數(shù)字信號并傳給中央處理器；

步驟2.3、中央處理器根據(jù)零件三維數(shù)字信號的特征識別出對應(yīng)零件并與導(dǎo)入的相應(yīng)零件三維模型對應(yīng)，并識別出該零件三維模型定位要素對應(yīng)的坐標(biāo)信息，實現(xiàn)圖像識別功能；

步驟2.4、中央處理器將由圖像信息獲得的零件三維數(shù)字信號對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息，結(jié)合測量機(jī)器人初始坐標(biāo)位置，以及零件到達(dá)測量位置處的初始坐標(biāo)，得到測量機(jī)器人針對待測零件的測量坐標(biāo)；

步驟2.5、將零件三維數(shù)字信號對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行最優(yōu)擬合，從而實現(xiàn)圖像初始定位功能，將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)一致化，為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的參考基準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，在步驟3中，還包括

步驟3.1、當(dāng)裝載零件的隨行平臺到達(dá)測量工位時，位于測量工位處的測量觸發(fā)開關(guān)將被觸發(fā)，向測量系統(tǒng)控制器發(fā)出測量觸發(fā)信號，測量系統(tǒng)控制器收到測量觸發(fā)信號后啟動測量程序；

步驟3.2、測量系統(tǒng)控制器根據(jù)中央處理器發(fā)出的自適應(yīng)掃描策略以及測量機(jī)器人位姿ECU發(fā)來的機(jī)器人位姿反饋信號生成機(jī)器人位姿控制信號傳給測量機(jī)器人位姿ECU，測量機(jī)器人位姿ECU根據(jù)機(jī)器人位姿控制信號以及測量機(jī)器人位姿傳感器所測的位姿信號生成機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)控制信號，從而控制測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的位姿，使激光掃描頭到達(dá)掃描位置；

步驟3.3、當(dāng)激光掃描頭到達(dá)掃描位置時，測量系統(tǒng)控制器將收到來自測量機(jī)器人位姿ECU發(fā)來的機(jī)器人位姿反饋信號，測量系統(tǒng)控制器發(fā)出掃描控制信號至測量頭ECU，由測量頭ECU生成掃描信號，從而控制激光掃描頭完成掃描；

步驟3.4、測量頭ECU將來自激光掃描頭的激光信號轉(zhuǎn)換為位置數(shù)字信號傳給測量系統(tǒng)控制器，測量系統(tǒng)控制器根據(jù)位置數(shù)字信號以及機(jī)器人位姿反饋信號生成測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳回中央處理器；

步驟3.5、中央處理器將測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)與待測工件的三維模型轉(zhuǎn)換的目標(biāo)測量點(diǎn)云一起實時地將測量結(jié)果呈現(xiàn)出來。

進(jìn)一步地，在步驟4中，還包括

步驟4.1、當(dāng)測量系統(tǒng)控制器收到測量觸發(fā)開關(guān)發(fā)出的測量觸發(fā)信號后啟動測量程序，測量系統(tǒng)控制器先控制測量系統(tǒng)完成零件三維模型對應(yīng)的定位要素掃描，中央處理器收到初始定位要素的掃描測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，將初始定位要素的掃描測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行二次擬合；

步驟4.2、將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)精確對準(zhǔn)，為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的精確參考基準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，在步驟5中，還包括

步驟5.1、中央處理器收到測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，結(jié)合待測零件的三維模型以及目標(biāo)測量點(diǎn)云，計算出新的待測目標(biāo)測量點(diǎn)云，制定出新的自適應(yīng)掃描策略傳給測量系統(tǒng)控制器；

步驟5.2、測量系統(tǒng)控制器依據(jù)新的自適應(yīng)掃描策略進(jìn)行測量從而實現(xiàn)掃描策略隨掃描過程的動態(tài)調(diào)整，直至完成待測零件的測量；

步驟5.3、測量機(jī)器人返回初始位置。

本發(fā)明所述的基于圖像識別的智能掃描式在線測量系統(tǒng)，如圖1所示，包括圖像識別定位模塊、六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊、測量控制模塊，還包括焊裝生產(chǎn)線、位于焊裝生產(chǎn)線上的隨行平臺、位于隨行平臺上的隨行夾具托盤、隨行夾具托盤上的夾具、以及夾具上的零件，其中圖像識別定位模塊由CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)、CCD相機(jī)、CCD相機(jī)支架、CCD相機(jī)電子控制單元(ECU)組成，CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)位于生產(chǎn)線上，位于生產(chǎn)線旁邊的CCD相機(jī)支架將CCD相機(jī)支撐于生產(chǎn)線上方；六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊由六自由度測量機(jī)器臂、測量機(jī)器人位姿傳感器、測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)、激光掃描測量頭、測量觸發(fā)開關(guān)，測量觸發(fā)開關(guān)位于生產(chǎn)線測量工位處，激光掃描頭位于六自由度測量機(jī)器臂的末端，測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)和測量機(jī)器人位姿傳感器位于六自由度測量機(jī)器臂的各關(guān)節(jié)處；測量控制模塊由中央處理器、測量系統(tǒng)控制器、測量機(jī)器人位姿ECU、測量頭ECU組成。

本發(fā)明所述的基于圖像識別的智能掃描式在線測量系統(tǒng)智能掃描檢測控制方法：

1)建立智能掃描策略數(shù)據(jù)庫，過程為：首先將生產(chǎn)線上在線生產(chǎn)的所有品種的零件三維模型導(dǎo)入中央處理器，中央處理器根據(jù)各個待測零件的三維模型的模型特征和測量要求將待測零件的三維模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化區(qū)域型的目標(biāo)測量點(diǎn)云，進(jìn)而依據(jù)目標(biāo)測量點(diǎn)云制定出符合模型特征和測量要求的自適應(yīng)掃描策略。

2)圖像識別并進(jìn)行初始定位，過程為：當(dāng)零件焊接完成后向測量工位移動的過程中，經(jīng)過CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)時，CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)被觸發(fā)向CCD相機(jī)發(fā)送CCD相機(jī)觸發(fā)信號，進(jìn)而控制CCD相機(jī)對零件進(jìn)行拍攝，隨后CCD相機(jī)將獲得的零件的立體零件圖像傳給CCD相機(jī)ECU，CCD相機(jī)ECU經(jīng)過處理，將立體的零件圖像轉(zhuǎn)換為帶坐標(biāo)位置的零件三維數(shù)字信號并傳給中央處理器，中央處理器根據(jù)帶坐標(biāo)位置的零件三維數(shù)字信號、零件三維模型，首先根據(jù)零件三維數(shù)字信號的特征識別出對應(yīng)零件并與導(dǎo)入的相應(yīng)零件三維模型對應(yīng)，并識別出該零件三維模型定位要素對應(yīng)的坐標(biāo)信息，實現(xiàn)圖像識別功能；然后將由圖像信息獲得的零件三維數(shù)字信號對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息，結(jié)合測量機(jī)器人初始坐標(biāo)位置，以及零件到達(dá)測量位置處的初始坐標(biāo)，得到測量機(jī)器人針對待測零件的測量坐標(biāo)；最后再將零件三維數(shù)字信號對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行最優(yōu)擬合，從而實現(xiàn)圖像初始定位功能，將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)一致化，為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的參考基準(zhǔn)。

3)自適應(yīng)地掃描測量，過程為：當(dāng)裝載零件的隨行平臺到達(dá)測量工位時，位于測量工位處的測量觸發(fā)開關(guān)將被觸發(fā)，向測量系統(tǒng)控制器發(fā)出測量觸發(fā)信號，測量系統(tǒng)控制器收到測量觸發(fā)信號后啟動測量程序，測量系統(tǒng)控制器根據(jù)中央處理器發(fā)出的自適應(yīng)掃描策略以及測量機(jī)器人位姿ECU發(fā)來的機(jī)器人位姿反饋信號生成機(jī)器人位姿控制信號傳給測量機(jī)器人位姿ECU，測量機(jī)器人位姿ECU根據(jù)機(jī)器人位姿控制信號以及測量機(jī)器人位姿傳感器所測的位姿信號生成機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)控制信號，從而控制測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的位姿，使激光掃描頭到達(dá)掃描位置；當(dāng)激光掃描頭到達(dá)掃描位置時，測量系統(tǒng)控制器將收到來自測量機(jī)器人位姿ECU發(fā)來的機(jī)器人位姿反饋信號，于是測量系統(tǒng)控制器發(fā)出掃描控制信號至測量頭ECU，由測量頭ECU生成掃描信號，從而控制激光掃描頭完成掃描；測量頭ECU將來自激光掃描頭的激光信號轉(zhuǎn)換為位置數(shù)字信號傳給測量系統(tǒng)控制器，測量系統(tǒng)控制器根據(jù)位置數(shù)字信號以及機(jī)器人位姿反饋信號生成測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳回中央處理器，中央處理器將測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)與待測工件的三維模型轉(zhuǎn)換的目標(biāo)測量點(diǎn)云一起呈現(xiàn)，從而實時地將測量結(jié)果呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)對待測工件的自適應(yīng)掃描。

4)掃描測量過程中的精確二次定位過程為：測量開始時，當(dāng)測量系統(tǒng)控制器收到測量觸發(fā)開關(guān)發(fā)出的測量觸發(fā)信號后啟動測量程序，測量系統(tǒng)控制器先控制測量系統(tǒng)完成零件三維模型對應(yīng)的定位要素掃描，中央處理器收到初始定位要素的掃描測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，將初始定位要素的掃描測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行二次擬合，從而實現(xiàn)激光掃描二次精準(zhǔn)定位功能，將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)精確對準(zhǔn)，從而為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的精確參考基準(zhǔn)。

5)掃描測量過程中的掃描策略更新過程為：中央處理器收到測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，結(jié)合待測零件的三維模型以及目標(biāo)測量點(diǎn)云，計算出新的待測目標(biāo)測量點(diǎn)云，制定出新的自適應(yīng)掃描策略傳給測量系統(tǒng)控制器，測量系統(tǒng)控制器依據(jù)新的自適應(yīng)掃描策略進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)掃描策略隨掃描過程的動態(tài)調(diào)整，直至完成待測零件的測量，隨后測量機(jī)器人返回初始位置。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明采用六自由度測量機(jī)器人在線完成零部件焊裝生產(chǎn)的測量，不僅可以實現(xiàn)自動快速的掃描測量，提高檢測效率，同時由于掃描測量在線完成，不需要制作專門的檢具固定被測工件進(jìn)行線下測量，極大地擴(kuò)展了掃描測量的適用范圍，減少了測量的資源消耗。

2、本發(fā)明采用基于圖像處理的識別和初始定位功能，測量前將測量基準(zhǔn)與目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行坐標(biāo)對齊，可以實現(xiàn)測量過程中的分析比較，可以依據(jù)目標(biāo)點(diǎn)云直接在線制定測量策略，并動態(tài)的跟蹤測量；采用圖像識別使測量系統(tǒng)可以適應(yīng)多品種焊接生產(chǎn)線多品種焊接零件的檢測測量。

3、本發(fā)明依據(jù)待測工件三維模型的模型特征和測量要求將待測工件的三維模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化區(qū)域型的目標(biāo)測量點(diǎn)云，并通過基于圖像處理的初始定位與激光掃描的二次精準(zhǔn)定位，實現(xiàn)目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)與測量點(diǎn)云坐標(biāo)的配準(zhǔn)，可制定出符合待測工件模型特征和測量要求的最優(yōu)掃描策略，并在測量過程中實時的實現(xiàn)測量調(diào)整，實現(xiàn)對待測工件的三維自適應(yīng)掃描測量，使測量更加貼合測量對象和測量要求。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一個較佳實施例的方法流程圖；

圖中：1為CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)，2為CCD相機(jī)，3為CCD相機(jī)支架，4為六自由度測量機(jī)器臂，5為測量機(jī)器人位姿傳感器，6為測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)，7為激光掃描測量頭，8為隨行平臺，9為隨行夾具托盤，10為夾具，11為零件，12為焊裝生產(chǎn)線，13為CCD相機(jī)電子控制單元(ECU)，14為中央處理器，15為測量系統(tǒng)控制器，16為測量機(jī)器人位姿ECU，17為測量頭ECU，18為CCD相機(jī)觸發(fā)信號，19為零件圖像，20為零件三維數(shù)字信號，21為零件三維模型，22為測量觸發(fā)信號，23為自適應(yīng)掃描策略，24為測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，25為機(jī)器人位姿控制信號，26為機(jī)器人位姿反饋信號，17為機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)控制信號，28為機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)反饋信號，29為位姿信號，30為掃描控制信號，31為位置數(shù)字信號，32為掃描信號，33為激光信號，34為測量觸發(fā)開關(guān)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的基于圖像識別的智能掃描式在線測量系統(tǒng)，包括圖像識別定位模塊、六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊、測量控制模塊，還包括焊裝生產(chǎn)線12、位于焊裝生產(chǎn)線12上的隨行平臺8、位于隨行平臺8上的隨行夾具托盤9、隨行夾具托盤9上的夾具10、以及夾具10上的零件11，其中圖像識別定位模塊由CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)1、CCD相機(jī)2、CCD相機(jī)支架3、CCD相機(jī)電子控制單元(ECU)13組成，CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)1位于生產(chǎn)線上，位于生產(chǎn)線旁邊的CCD相機(jī)支架3將CCD相機(jī)2支撐于生產(chǎn)線上方；六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊由六自由度測量機(jī)器臂4、測量機(jī)器人位姿傳感器5、測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)6、激光掃描測量頭7、測量觸發(fā)開關(guān)34，測量觸發(fā)開關(guān)34位于生產(chǎn)線測量工位處，激光掃描頭7位于六自由度測量機(jī)器臂1的末端，測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)6和測量機(jī)器人位姿傳感器7位于六自由度測量機(jī)器臂1的各關(guān)節(jié)處；測量控制模塊由中央處理器14、測量系統(tǒng)控制器15、測量機(jī)器人位姿ECU16、測量頭ECU17組成。

如圖2所示，本發(fā)明所述的基于圖像識別的智能掃描式在線測量系統(tǒng)智能掃描檢測控制方法：

1)建立智能掃描策略數(shù)據(jù)庫，過程為：首先將生產(chǎn)線上在線生產(chǎn)的所有品種的零件三維模型21導(dǎo)入中央處理器14，中央處理器14根據(jù)各個待測零件的三維模型21的模型特征和測量要求將待測零件的三維模型21轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化區(qū)域型的目標(biāo)測量點(diǎn)云，進(jìn)而依據(jù)目標(biāo)測量點(diǎn)云制定出符合模型特征和測量要求的自適應(yīng)掃描策略23；

2)圖像識別并進(jìn)行初始定位，過程為：當(dāng)零件11焊接完成后向測量工位移動的過程中，經(jīng)過CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)1時，CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)1被觸發(fā)向CCD相機(jī)2發(fā)送CCD相機(jī)觸發(fā)信號18，進(jìn)而控制CCD相機(jī)2對零件11進(jìn)行拍攝，隨后CCD相機(jī)2將獲得的零件11的立體零件圖像19傳給CCD相機(jī)ECU13，CCD相機(jī)ECU13經(jīng)過處理，將立體的零件圖像19轉(zhuǎn)換為帶坐標(biāo)位置的零件三維數(shù)字信號20并傳給中央處理器14，中央處理器14根據(jù)帶坐標(biāo)位置的零件三維數(shù)字信號20、零件三維模型21，首先根據(jù)零件三維數(shù)字信號20的特征識別出對應(yīng)零件并與導(dǎo)入的相應(yīng)零件三維模型21對應(yīng)，并識別出該零件三維模型21定位要素對應(yīng)的坐標(biāo)信息，實現(xiàn)圖像識別功能；然后將由圖像信息獲得的零件三維數(shù)字信號20對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息，結(jié)合測量機(jī)器人初始坐標(biāo)位置，以及零件11到達(dá)測量位置處的初始坐標(biāo)，得到測量機(jī)器人針對待測零件11的測量坐標(biāo)；最后再將零件三維數(shù)字信號20對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行最優(yōu)擬合，從而實現(xiàn)圖像初始定位功能，將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)一致化，從而為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的初始參考基準(zhǔn)。

3)自適應(yīng)地掃描測量，過程為：當(dāng)裝載零件11的隨行平臺到達(dá)測量工位時，位于測量工位處的測量觸發(fā)開關(guān)34將被觸發(fā)，向測量系統(tǒng)控制器15發(fā)出測量觸發(fā)信號22，測量系統(tǒng)控制器15收到測量觸發(fā)信號22后啟動測量程序，測量系統(tǒng)控制器15根據(jù)中央處理器14發(fā)出的自適應(yīng)掃描策略23以及測量機(jī)器人位姿ECU16發(fā)來的機(jī)器人位姿反饋信號26生成機(jī)器人位姿控制信號25傳給測量機(jī)器人位姿ECU16，測量機(jī)器人位姿ECU16根據(jù)機(jī)器人位姿控制信號25以及測量機(jī)器人位姿傳感器5所測的位姿信號29生成機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)控制信號27，從而控制測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)6的位姿，使激光掃描頭7到達(dá)掃描位置；當(dāng)激光掃描頭7到達(dá)掃描位置時，測量系統(tǒng)控制器15將收到來自測量機(jī)器人位姿ECU16發(fā)來的機(jī)器人位姿反饋信號26，于是測量系統(tǒng)控制器15發(fā)出掃描控制信號30至測量頭ECU17，由測量頭ECU17生成掃描信號32，從而控制激光掃描頭7實施掃描；測量頭ECU17將來自激光掃描頭7的激光信號33轉(zhuǎn)換為位置數(shù)字信號31傳給測量系統(tǒng)控制器15，測量系統(tǒng)控制器15根據(jù)位置數(shù)字信號31以及機(jī)器人位姿反饋信號26生成測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)24傳回中央處理器14，中央處理器14將測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)24與待測工件的三維模型20轉(zhuǎn)換的目標(biāo)測量點(diǎn)云一起呈現(xiàn)，從而實時地將測量結(jié)果呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)對待測工件的自適應(yīng)掃描。

4)掃描測量過程中的精確二次定位過程為：測量開始時，當(dāng)測量系統(tǒng)控制器15收到測量觸發(fā)開關(guān)34發(fā)出的測量觸發(fā)信號22后啟動測量程序，測量系統(tǒng)控制器15先控制測量系統(tǒng)完成零件三維模型21對應(yīng)的定位要素掃描，中央處理器14收到初始定位要素的掃描測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)24后，將初始定位要素的掃描測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)24與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行二次擬合，從而實現(xiàn)激光掃描二次精準(zhǔn)定位功能，將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)精確對準(zhǔn)，從而為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的精確參考基準(zhǔn)。

5)掃描測量過程中的掃描策略更新過程為：中央處理器14收到測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)24后，結(jié)合待測零件11的三維模型21以及目標(biāo)測量點(diǎn)云，計算出新的待測目標(biāo)測量點(diǎn)云，制定出新的自適應(yīng)掃描策略23傳給測量系統(tǒng)控制器15，測量系統(tǒng)控制器15依據(jù)新的自適應(yīng)掃描策略23進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)掃描策略23隨掃描過程的動態(tài)調(diào)整，直至完成待測零件11的測量，隨后測量機(jī)器人返回初始位置。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。